Научные сказки периодической таблицы. Занимательная история химических элементов от мышьяка до цинка - Хью Олдерси-Уильямс

После 1815 г., когда спрос на селитру еще больше упал, Куртуа попытался получить прибыль от своего открытия йода, производя само вещество и различные его соединения. Он использовал газообразный хлор для высвобождения йода в жидкости, получаемой из золы бурых водорослей. Но и на сей раз его преследовали неудачи: конкуренты Куртуа сумели найти более эффективные способы получения йода. Славы он так и не добился и умер в нищете в 1838 г.

Вскоре после открытия Куртуа йод обнаружили в морской воде и в различных минеральных источниках, а вслед за этим была установлена его эффективность в лечении зоба. Упомянутое открытие объяснило, почему в качестве народного средства от данного заболевания использовались жженая губка или водоросли. Промышленная переработка золы бурых водорослей, которая активно развивалась не только на северном побережье Франции, но и на западе Шотландии, стала приходить в упадок после того, как обширные залежи углекислого натрия и калия были обнаружены в Испании и Южной Америке. Однако в последнее время она переживает некоторый подъем, йод производится здесь в медицинских целях. Названное занятие едва могло поддерживать существование мелких арендаторов, подолгу жегших костры из бурых водорослей для получения богатой йодом золы. Предприниматели пытались перевести его на промышленные рельсы и центром производства сделать Глазго. В 1864 г. на берегу Клайда было создано первое предприятие для переработки тысяч тонн бурых водорослей, ежегодно доставляемых вверх по реке с шотландских островов. Но, как несколькими десятилетиями ранее произошло с селитренным производством, этот трудо- и энергоемкий процесс буквально в несколько дней сделался неэффективным после того, как запасы йодидов были обнаружены в Чили.

Побережье в Восточной Англии плоское, песчаное и грязное, водоросли здесь не столь обильны, как на более скалистых берегах. Тем не менее я решил попытаться получить свой собственный йод. В соответствующих рекомендациях я прочел, что мне следует найти только определенный вид бурых водорослей, или ламинарию, но, прохаживаясь декабрьским днем по скользкому берегу среди приливных луж, трудно отличить один их вид от другого. Одеревеневшими от холода руками я набрал ведро первых попавшихся принесенных приливом водорослей, принес их домой и разложил у котла на просушку. Через несколько недель у меня было 400 граммов сушеных водорослей, которые я поместил в открытый керамический сосуд на огонь. Пока он горит, над ним лениво покачиваются оранжевые язычки пламени от натрия, присутствующего в смеси. После данной процедуры у меня остается всего лишь 60 граммов хрустящей серой золы. Я растираю ее в порошок и размешиваю с небольшим количеством воды, чтобы получилась жидкая черная жижа, которую я затем помещаю в воронку с фильтровальной бумагой. Из носика бежит чистая жидкость, богатая морскими солями. Большую часть раствора составляет, конечно, хлорид натрия, но в нем также должны присутствовать бромиды и йодиды. Морские водоросли довольно насыщены всеми этими веществами. Содержание йода в морской воде меньше 100 частей на миллиард, однако в водорослях оно может составлять несколько тысяч частей на миллион, то есть в 100 тысяч раз больше. Я отстаиваю фильтрат несколько дней, в течение которых из раствора в виде кристаллов выпадает большое количество соли белого цвета.

Теперь настало время попытаться из бесцветного иодида получить яркие оттенки чистого элемента. Подобно Куртуа, я добавляю небольшое количество серной кислоты, а затем приличную дозу перекиси водорода (не террористического уровня, но достаточно насыщенной), которая должна превратить подкисленный иодид в иодин. Я взбалтываю смесь, чтобы ускорить реакцию, и вижу, что жидкость начинает окрашиваться. Бледно-желтый цвет темнеет, приобретая вначале шафрановые оттенки, а через несколько минут становится цвета хорошо настоянного чая. Я не могу скрыть своего изумления. Никогда раньше я не проводил подобного эксперимента и, конечно же, не очень внимательно и не слишком разборчиво собирал сырье для него, но йод я все-таки получил. Или, точнее, почти получил, так как этот насыщенный коричневый цвет – свидетельство присутствия в растворе помимо йода еще и его солей. Я все еще мечтаю увидеть ярко-фиолетовые пары, которые в свое время поразили Куртуа.

Отфильтровываю коричневую жидкость и снова взбалтываю ее с четыреххлористым углеродом. Названное неприятное вещество со сладковатым запахом – канцероген и разрушитель озона – в наше время достать практически невозможно. Как ни странно, я нашел его у моего отца в коллекции разнообразных самых причудливых растворителей. Он нерастворим в воде, зато растворяет йод. И именно в нем я наконец-таки в первый раз вижу характерный фиолетовый цвет чистого йода. По насыщенности он намного превосходит лиловый, но не достигает зловещих тонов пурпурного. Несколько мгновений я сокрушаюсь по поводу своей очередной лепты в разрушение озонового слоя, а затем позволяю четыреххлористому углероду испариться. После испарения на стекле остается черная пленка. Вот они, мои крошечные кристаллы йода. Они источают слабый, но достаточно резкий запах, сходный с запахом хлора, только не столь раздражающий и, в принципе, не слишком неприятный – тот самый запах, который мы в настоящее время ассоциируем с медицинскими учреждениями. Я слегка подогреваю кристаллы и наблюдаю за тем, как в пробирке от них начинают подниматься первые розовые завитки паров. Вскоре плотное вещество полностью исчезает, и от него остаются только сильно окрашенные клубящиеся пары, которые конденсируются в более прохладной части пробирки – тот же чистый элемент. Когда Иоганн Вольфганг Гёте в 1822 г. провел такой же эксперимент для развлечения гостей, его особенно радовало то, что он получил еще одно подтверждение своей теории цветов, пользовавшейся в то время большим влиянием. Согласно теории Гёте, оттенки красного и желтого цветов связаны с белым цветом, в то время как «холодные» цвета на фиолетовом конце спектра – производные от черного.

Если в наше время человеку известна только одна химическая формула, то это, несомненно, Н2О, формула воды – соединение, в которое входят две части водорода и одна часть кислорода. В XVIII веке, однако, ни Н, ни О не знали, а вода сама рассматривалась как один из неразложимых элементов, из которого состоит вся материя.

Со времен Аристотеля вода воспринималась как самый надежный из четырех элементов. В тех случаях, когда философы и алхимики подвергали сомнению теорию четырех элементов, то наиболее сомнительными им представлялись огонь (который для поддержания необходимо было питать другими элементами), или земля (которая совершенно очевидно состояла из множества разных веществ), или воздух (который мог вполне оказаться просто ничем). Вода же всегда оставалась водой и была тем самым элементом, который был наиболее определенно связан со своими «принципами» или фундаментальными характеристиками холода и влаги. Однако и вода была загадкой. Несмотря на то что она создавала впечатление постоянства, у воды из разных источников часто бывал разный вкус, от невероятно освежающего до омерзительного.

У современной науки была масса причин более пристально изучить этот аристотелевский «элемент». В растущих городах гигиена и санитария практически отсутствовали, и чистой воды всегда не хватало. Утописты среди важнейших благ идеального общества называли возможность доступа к обильным источникам чистой пресной воды. Главная река в «Утопии» Томаса Мора (1516) – Анюдер, название, производное от греческого «не существующая вода», так же как «утопия», означает «несуществующее место». Странным образом напоминающая Темзу, приливная река была непригодна для снабжения города питьевой водой, которая, по словам Мора, поставлялась туда сложной системой каналов и резервуаров. Фрэнсис Бэкон в своей «Новой Атлантиде» (1624) делает еще один научный шаг вперед и описывает процесс осмоса воды в бассейны, в одних из которых из соленой воды получают пресную, а в других – пресную превращают в соленую.